EP0973021A1 - Procedure for testing of fuel passages - Google Patents

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EP0973021A1
EP0973021A1 EP98810689A EP98810689A EP0973021A1 EP 0973021 A1 EP0973021 A1 EP 0973021A1 EP 98810689 A EP98810689 A EP 98810689A EP 98810689 A EP98810689 A EP 98810689A EP 0973021 A1 EP0973021 A1 EP 0973021A1
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EP
European Patent Office
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fuel
water
burner
line
test
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98810689A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Küenzi
Frank Meier
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Priority to EP98810689A priority Critical patent/EP0973021A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/222—Fuel flow conduits, e.g. manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds

Definitions

  • the present invention relates to a method for testing the tightness of Fuel lines from multi-fuel burners installed in heat generators with separate feed lines for each fuel used, whereby in certain operating conditions at least one fuel line is not is used while the heat generator is in operation.
  • a procedure for leakage testing of fuel lines during the Operation of a heat generator is the subject of the present invention.
  • the object of the invention is to provide a way to ensure the tightness of Fuel lines during burner or burner operation too check.
  • a boundary condition of the invention is the expenditure on equipment to be kept low in order to enable the applicant, even existing ones Retrofitting systems quickly and easily.
  • the object is achieved in that one Multi-fuel burner supply lines for currently unused fuels checked be operated while the burner is operated with other fuels.
  • the Test is carried out with a non-flammable liquid that is under Pressure is introduced into the line.
  • a possible leakage can be seen by inspecting the joints of the Fuel line can be recognized at the outlet of the auxiliary medium. At A leakage can also be carried out qualitatively by measurement of the pressure drop in the system are automatically recognized as below described.
  • water is used as Auxiliary medium used for leak testing. Especially with a regular Routine testing shows water to be cheap, environmentally friendly and easy to use handle.
  • the water for example, to reduce nitrogen oxide or increase performance a gas turbine into the heat generator, be used to to provide the medium required for the leak test under pressure.
  • water under pressure can be extracted from a suitable location water-steam circuit heated by the furnace can be used, for example by tapping the boiler feed pump.
  • a particularly simple embodiment of the inventive results when the firing is carried out with that of the applicant Low-emission multi-burner system used for liquid and gaseous Fuel is equipped. These are with a water supply anyway Nitrogen oxide reduction in operation equipped with liquid fuel. Are there the supply of liquid fuel and water in the burner lance connected, in such a way that a check valve prevents the entry of fuel prevented in the water supply. Will now be in gas operation at high load Water is injected into the combustion chamber, so this connection is in build up pressure for the liquid fuel line until the next closed shut-off valve upstream. A leak test of the complex fuel system can then be inspected by Joints are made. Automatic detection via the Pressure drop as described below cannot be made because the System in this case is open to the combustion chamber.
  • the water can also have a external test lead can be inserted into the fuel supply system.
  • the burners are switched by individual switching valves controlled, and the external test line is attached upstream thereof, so the fuel line can be automated down to the individual switching valves can be checked by using auxiliary medium when the individual switching valves are closed pressed into the fuel lines up to the expected operating pressure and then the supply of the auxiliary medium is closed.
  • the pressure drop in the fuel line may have a system-specific value do not exceed; otherwise there is a leak, the location of which Visual inspection is to be determined. The measurement and evaluation of the pressure drop can be done automatically.
  • shut-off devices directly at the entry of the fuel line into or into the Bring in the burner. If the shut-off devices are closed, then also introduced auxiliary medium under pressure in the fuel line, and the Pressure drop can be measured and evaluated.
  • FIG. 1 shows an example of a preferred embodiment of the invention a gas turbine equipped with a single burner.
  • the one in the combustion chamber 40 built-in single burner is in the embodiment to the fuel lines 10 and 11, and the water supply line 12 connected.
  • the leads are equipped with quick-closing valves 19, 20 and 21.
  • the control valves 13, 15 and 16 regulate the water or fuel quantities, the valve 14 the pressure in the water line 12, which with the lockable test lines 31,32 the fuel lines 10, 11 is connected.
  • the shut-off 34 closed and the shut-off device 25 must be open. It is now possible during operation of the gas turbine, the fuel line 11 is sealed check.
  • the quick-closing valve 19 and the shut-off device 26 closed.
  • FIG. 2 A particularly simple example of the embodiment of the embodiment of the invention is shown in Fig. 2.
  • the fuel line 11 to be tested and the Water line 12 are via branch lines 27 and 28 with 18 in this example Single burners L1 to L18 connected.
  • the branches of the spur lines 27.28 from the Manifolds 11 and 12 can also be arranged individual switching valves, which at the leak test described below must be open.
  • the in this case, connecting the burner to the water supply is mandatory.
  • the second fuel line is not for reasons of clarity drawn.
  • the line marked A-A schematically represents the Separation between burner and supply line. Inside the burner or in In a burner system are the fuel line to be tested and the Water pipe connected by check valves 24.
  • Fig. 3 is a modification of the embodiment shown in Fig. 2 shown. New are those that are mounted directly on the burners or in the Burner integrated shut-off devices 26, the test line 32, and the Shut-off devices 33 and 34.
  • the shut-off devices 26 and 33 closed. The water fills over the test line 32 and that open shut-off valve 34 with the fuel line 11 and the branch lines 28 Water at a pressure equal to the maximum operating pressure of the Fuel line 11 corresponds. After closing the shut-off device 34 again the pressure drop in the lines can be evaluated.

Abstract

The method involves taking at least one fuel line out of use in determined operating conditions, whilst the heater is operated. At least one fuel line not used in this operating condition is flushed out by a noncombustible liquid under pressure.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit von Brennstoffleitungen von in Wärmeerzeugern eingebauten Mehrbrennstoff-Brennern mit getrennten Zuleitungen für jeden eingesetzten Brennstoff, wobei in bestimmten Betriebszuständen mindestens eine Brennstoffleitung nicht benutzt wird, während der Wärmeerzeuger betrieben wird.The present invention relates to a method for testing the tightness of Fuel lines from multi-fuel burners installed in heat generators with separate feed lines for each fuel used, whereby in certain operating conditions at least one fuel line is not is used while the heat generator is in operation.

Stand der TechnikState of the art

Die hohen Investitionskosten moderner feuerungstechnischer Anlagen fordern zu deren wirtschaftlichem Betrieb eine hohe Verfügbarkeit und den Einsatz des jeweils wirtschaftlichsten Brennstoffes. Die Brennstoffauswahl wird weiterhin durch die Forderung nach einem geringen Schadstoffausstoss und durch betriebstechnische Gründe massgeblich beeinflusst. Beim Einsatz von Gasturbinen zur Stromerzeugung wird daher in hohem Ausmasse auf in Pipelines herangeführtes Erdgas zurückgegriffen. The high investment costs of modern firing systems demand high availability and the use of the most economical fuel. The fuel selection will continue through the demand for low pollutant emissions and through operational reasons significantly influenced. When using Gas turbines for electricity generation are therefore used to a large extent in Pipelines brought in natural gas.

Gerade in aufstrebenden Schwellenländern mit einer nicht ausreichend stabilen Infrastruktur besteht aber ein nicht zu unterschätzendes Risiko, dass eine hinreichende Gasversorgung nicht immer gewährleistet werden kann, der Ausfall eines in Grundlast betriebenen Kraftwerksblockes jedoch zu erheblichen Problemen in der Stromversorgung einer Region führt. Da nun andererseits Gas sehr schlecht zu speichern ist, werden solche Kraftwerke, aber auch andere feuerungstechnische Anlagen, gerne als sogenannte Dual Fuel Anlagen ausgeführt. Für einige Tage kann dann leicht zu speicherndes Öl als Backup Fuel eingesetzt werden.Especially in emerging economies with an insufficiently stable infrastructure, there is a risk that should not be underestimated that an adequate gas supply cannot always be guaranteed, but the failure of a power plant unit operated in base load leads to considerable problems in the power supply of a region. On the other hand, since gas is very difficult to store, such power plants, but also other combustion engineering systems, are often designed as so-called dual fuel systems. Oil that is easy to store can then be used as backup fuel for a few days.

Eine solche Bauweise bedingt selbstverständlich mehrere Brennstoff-Versorgungsleitungen, die aus Gründen der einfachen Montage und Wartung im allgemeinen mit lösbaren Verbindungen ausgerüstet sind. Diese bergen das permanente Risiko von Brennstoffleckagen.Such a construction naturally requires several fuel supply lines, for reasons of easy assembly and maintenance are generally equipped with detachable connections. These hide that permanent risk of fuel leakage.

Die unkontrollierbaren Gefahren einer unbemerkten Brennstoffleckage sind nun ohne weiteres nachzuvollziehen: Neben den wirtschaftlichen Auswirkungen eines Anlagenausfalls sind auch Menschenleben akut gefährdet. Dies sei nochmals am Beispiel einer Kraftwerks-Gasturbine in der oben erwähnten Dual-Fual Bauweise geschildert. Aus wirtschaftlichen Gründen werden diese meist nur einen Bruchteil ihrer Betriebszeit mit dem Zweitbrennstoff, in diesem Falle Öl, betrieben. Während der anderen Zeit sind die Verbindungen der Ölzuleitungen ohne Belastung durch den Brennstoffdruck thermischem Stress und den Schwingungen der Maschine ausgesetzt, was selbstverständlich ein Lösen der Schraubverbindungen fördert. Dadurch wird einerseits das quantitative Risiko einer Ölleckage gross. Auf der anderen Seite ist eine Leckage des Flüssigbrennstoffs ungleich kritischer als eine Gasleckage: Letztere kann durch Gasschnüffler frühzeitig erkannt werden. Weiterhin bedarf Gas zu seiner Entzündung eines recht eng definierten Konzentrationsbereichs und einer Initialzündung. Öl hingegen kann sich auf der heissen Oberfläche einer Gasturbinen-Brennkammer spontan entzünden. Auf jeden Fall aber bedingen Reinigungsarbeiten nach einer Ölleckage einen mehrtägigen Anlagenstillstand. The uncontrollable dangers of an unnoticed fuel leak are now easy to understand: In addition to the economic impact A plant failure is also an acute risk to human life. This is again using the example of a power plant gas turbine in the above Dual-fual construction described. For economic reasons, these are usually only a fraction of their operating time with the second fuel, in this Trap oil operated. During the other time the connections are the Oil supply lines without stress from the fuel pressure thermal stress and exposed to the vibrations of the machine, which is a matter of course Loosening the screw connections promotes. On the one hand, this means that quantitative risk of oil leakage large. On the other hand, there is one Leakage of the liquid fuel is much more critical than a gas leak: The latter can be recognized early by gas sniffers. Still needs Gas for igniting a rather narrowly defined concentration range and an initial spark. Oil, however, can be on the hot surface ignite spontaneously in a gas turbine combustion chamber. In any case cleaning work after an oil leak requires a multi-day Plant shutdown.

Eine Übertragung des oben dargestellten Szenarios auf eine Vielzahl feuerungstechnischer Anwendungen ist trivial. Wünschenswert ist daher, im Interesse der Betriebssicherheit und der Verfügbarkeit feuerungstechnischer Anlagen die Möglichkeit zu schaffen, während des Betriebs einer solchen Anlage die Dichtheit der Brennstoffleitungen zu prüfen, denn aus wirtschaftlichen Gründen ist es kaum möglich, beispielsweise die oben erwähnte in Grundlast mit Erdgas betriebene Gasturbine regelmässig zur Leckageprüfung der Ölzuleitungen stillzulegen.A transfer of the scenario outlined above to a large number firing applications is trivial. It is therefore desirable in Interest in operational safety and the availability of combustion technology Facilities to create the possibility of operating such System to check the tightness of the fuel lines, because from it is hardly possible for economic reasons, for example the above mentioned gas turbine operated regularly in base load with natural gas Decommission the leakage test of the oil supply lines.

Ein Verfahren zur Leckageprüfung von Brennstoffleitungen während des Betriebs eines Wärmeerzeugers ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.A procedure for leakage testing of fuel lines during the Operation of a heat generator is the subject of the present invention.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist, eine Möglichkeit zu schaffen, die Dichtheit von Brennstoffleitungen während des Betriebes des Brenners oder der Brenner zu prüfen. Eine Randbedingung der Erfindung ist, den apparativen Aufwand gering zu halten, um es der Antragstellerin zu ermöglichen, auch vorhandene Anlagen schnell und unproblematisch nachzurüsten. Zusätzlich muss das Verfahren einfach sein, um ohne wesentliche Betriebseinschränkungen durch das Bedienungspersonal einer Anlage ausgeführt werden zu können.The object of the invention is to provide a way to ensure the tightness of Fuel lines during burner or burner operation too check. A boundary condition of the invention is the expenditure on equipment to be kept low in order to enable the applicant, even existing ones Retrofitting systems quickly and easily. In addition that Procedures to be simple to go through without significant operational restrictions to be able to run the operating personnel of a system.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei einem Mehrstoffbrenner Zuleitungen für gerade nicht benutzte Brennstoffe geprüft werden, während der Brenner mit anderen Brennstoffen betrieben wird. Die Prüfung wird mit einer nicht brennbaren Flüssigkeit durchgeführt, die unter Druck in die Leitung eingebracht wird. The object is achieved in that one Multi-fuel burner supply lines for currently unused fuels checked be operated while the burner is operated with other fuels. The Test is carried out with a non-flammable liquid that is under Pressure is introduced into the line.

Dies ermöglicht, die Dichthheitsprüfung gefahrlos während des Betriebs der Anlage, und damit ohne Beeinträchtigung des Betriebs und damit verbundener negativer wirtschaftlicher Folgen in regelmässigen Intervallen, durchzuführen. Eine eventuelle Leckage kann durch Inaugenscheinnahme der Fügestellen der Brennstoffleitung am Austritt des Hilfsmediums erkannt werden. Bei entsprechender Ausführung kann eine Leckage qualitativ auch durch Messung des Druckabfalls im System automatisch erkannt werden, wie unten beschrieben.This enables the tightness test to be carried out safely during the operation of the Plant, and thus without affecting the operation and related negative economic consequences at regular intervals. A possible leakage can be seen by inspecting the joints of the Fuel line can be recognized at the outlet of the auxiliary medium. At A leakage can also be carried out qualitatively by measurement of the pressure drop in the system are automatically recognized as below described.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird Wasser als Hilfsmedium zur Dichtheitsprüfung eingesetzt. Gerade bei einer regelmässigen Routineprüfung zeigt sich Wasser als billig, umweltfreundlich und leicht zu handhaben.In a preferred embodiment of the method, water is used as Auxiliary medium used for leak testing. Especially with a regular Routine testing shows water to be cheap, environmentally friendly and easy to use handle.

In dieser Ausführungsvariante kann ein möglicherweise vorhandenes System, das Wasser beispielsweise zur Stickoxidreduktion oder zur Leistungserhöhung einer Gasturbine in den Wärmeerzeuger eindüst, herangezogen werden, um das zur Dichtheitsprüfung benötigte Medium unter Druck bereitzustellen. Ebenso kann unter Druck stehendes Wasser an geeigneter Stelle aus einem von der Feuerung beheizten Wasser-Dampf Kreislauf benutzt werden, beispielsweise durch eine Anzapfung der Kesselspeisepumpe.In this embodiment variant, a possibly existing system, the water, for example, to reduce nitrogen oxide or increase performance a gas turbine into the heat generator, be used to to provide the medium required for the leak test under pressure. Likewise, water under pressure can be extracted from a suitable location water-steam circuit heated by the furnace can be used, for example by tapping the boiler feed pump.

Eine apparativ besonders einfache Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich, wenn die Feuerung mit dem von der Antragstellerin eingesetzten emissionsarmen Mehrbrennersystem für flüssige und gasförmige Brennstoffe ausgestattet ist. Diese sind ohnehin mit einer Wasserzuführung zur Stickoxidreduzierung im Betrieb mit Flüssigbrennstoff ausgestattet. Dabei sind die Zuführungen von Flüssigbrennstoff und Wasser in der Brennerlanze verbunden, in der Weise, dass ein Rückschlagventil den Eintritt von Brennstoff in die Wasserzuführung verhindert. Wird nun im Gasbetrieb bei hoher Last Wasser in die Brennkammer eingedüst, so wird sich über diese Verbindung in der Leitung für den Flüssigbrennstoff Druck aufbauen bis zum nächsten stromauf liegenden geschlossenen Absperrorgan. Eine Dichtheitsprüfung des komplexen Brennstoffsystems kann dann durch Inaugenscheinnahme der Fügestellen vorgenommen werden. Eine automatische Detektion über den Druckabfall, wie unten beschrieben, kann nicht vorgenommen werden, da das System in diesem Fall zum Brennraum hin offen ist.A particularly simple embodiment of the inventive The procedure results when the firing is carried out with that of the applicant Low-emission multi-burner system used for liquid and gaseous Fuel is equipped. These are with a water supply anyway Nitrogen oxide reduction in operation equipped with liquid fuel. Are there the supply of liquid fuel and water in the burner lance connected, in such a way that a check valve prevents the entry of fuel prevented in the water supply. Will now be in gas operation at high load Water is injected into the combustion chamber, so this connection is in build up pressure for the liquid fuel line until the next closed shut-off valve upstream. A leak test of the complex fuel system can then be inspected by Joints are made. Automatic detection via the Pressure drop as described below cannot be made because the System in this case is open to the combustion chamber.

Ist die oben beschriebene Verbindung zwischen einer Wassereindüsung und der Brennstoffzufuhr nicht gegeben, so kann das Wasser auch über eine externe Prüfleitung in das Brennstoff-Versorgungssystem eingebracht werden.Is the connection between a water injection and the fuel supply is not given, the water can also have a external test lead can be inserted into the fuel supply system.

Werden in einem Mehrbrennersystem die Brenner durch Einzelschaltventile angesteuert, und ist die externe Prüfleitung stromauf derselben angebracht, so kann die Brennstoffleitung bis zu den Einzelschaltventilen automatisiert überprüft werden, indem bei geschlossenen Einzelschaltventilen Hilfsmedium bis zum erwarteten Betriebsdruck der Brennstoffleitungen in dieselben gepresst und danach die Zufuhr des Hilfsmediums geschlossen wird. Der Druckabfall in der Brennstoffleitung darf dabei einen anlagenspezifisch vorzugebenden Wert nicht überschreiten; ansonsten liegt eine Leckage vor, deren Ort durch Sichtprüfung zu bestimmen ist. Die Messung und Auswertung des Druckabfalls kann dabei automatisiert erfolgen.In a multi-burner system, the burners are switched by individual switching valves controlled, and the external test line is attached upstream thereof, so the fuel line can be automated down to the individual switching valves can be checked by using auxiliary medium when the individual switching valves are closed pressed into the fuel lines up to the expected operating pressure and then the supply of the auxiliary medium is closed. The pressure drop in the fuel line may have a system-specific value do not exceed; otherwise there is a leak, the location of which Visual inspection is to be determined. The measurement and evaluation of the pressure drop can be done automatically.

Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, speziell für die Dichtheitsprüfung Absperrorgane direkt am Eintritt der Brennstoffleitung in den oder in die Brenner einzubringen. Werden die Absperrorgane geschlossen, so kann ebenfalls Hilfsmedium unter Druck in die Brennstoffleitung eingebracht, und der Druckabfall gemessen und ausgewertet werden.Furthermore, there is also the possibility, especially for the leak test Shut-off devices directly at the entry of the fuel line into or into the Bring in the burner. If the shut-off devices are closed, then also introduced auxiliary medium under pressure in the fuel line, and the Pressure drop can be measured and evaluated.

Schliesslich besteht im Falle der beiden letztgenannten Verfahrensvarianten die Möglichkeit, bei automatisierter Auswertung des Tests und negativem Ergebnis der Dichtheitsprüfung direkt die Brennstoffzufuhr in die betroffene Leitung über ein Schnellschlussventil oder einen Trip der Brennstoffpumpe zu blockieren. Finally, in the case of the latter two process variants the possibility with automated evaluation of the test and negative Result of the leak test directly the fuel supply into the affected Line via a quick-closing valve or a trip to the fuel pump To block.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung für unterschiedliche Brennstoffsysteme je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung sind jeweils nur die für das Verständnis der Erfindung unmittelbar notwendigen Komponenten dargestellt. Teilweise ist im Sinne einer besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung nur eine Brennstoffleitung dargestellt, da der notwendige Anschluss einer zweiten Brennstoffleitung für den Fachmann ohne weiteres nachvollziehbar ist.The following is based on the drawing for different fuel systems one embodiment of the invention each explained in more detail. In the drawing are only those that are directly necessary for understanding the invention Components shown. Partly is in the sense of a better one Clarity of the drawing only shows a fuel line, because of necessary connection of a second fuel line for the specialist without further is understandable.

Ebenso ist in allen Figuren eine Wassereinspritzung in den Brenner dargestellt. Wo dies nicht explizit erwähnt ist, ist diese für die Ausführung der Erfindung nicht zwingend erforderlich.Water injection into the burner is also shown in all figures. Where this is not explicitly mentioned, this is for the implementation of the invention not mandatory.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemässe Verfahren an einer Gasturbine mit Zweibrennstoff-Einzelbrenner durchgeführt werden kann.Fig. 1 shows a device with which the inventive method a gas turbine with dual fuel single burner can be carried out.
  • Anhand Fig. 2 wird eine Möglichkeit beschrieben, ein erfindungsgemässes Verfahren ohne apparative Veränderungen an einem real ausgeführten Mehrbrennersystem zu realisieren.2, one possibility is described, one according to the invention Procedure without changes in equipment to a real one Realize multiple burner system.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, das die automatisierte Durchführung der erfindungsgemässen Dichtheitsprüfung ermöglicht.In Fig. 3, a device is shown schematically, the automated Carrying out the leak test according to the invention enables.

    • Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

    Fig. 1 zeigt beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung an einer mit Einzelbrenner ausgestatteten Gasturbine. Der in der Brennkammer 40 eingebaute Einzelbrenner ist im Ausführungsbeispiel an die Brennstoffleitungen 10 und 11, sowie die Wasserzuleitung 12 angeschlossen. Die Zuleitungen sind mit Schnellschlussventilen 19, 20 und 21 ausgestattet. Die Regelventile 13, 15 und 16 regeln die Wasser- bzw. Brennstoffmengen, das Ventil 14 den Druck in der Wasserleitung 12, welche über die absperrbaren Prüfleitungen 31,32 mit den Brennstoffleitungen 10, 11 verbunden ist. Wird nun mit dem über die Leitung 10 zugeführten Brennstoff gefeuert, muss das Absperrorgan 34 geschlossen und das Absperrorgan 25 geöffnet sein. Es ist nun möglich, während des Betriebes der Gasturbine die Brennstoffleitung 11 auf Dichtheit zu prüfen. Dazu werden das Schnellschlussventil 19 und das Absperrorgan 26 geschlossen. Über das Druckregelventil 14 wird in der Leitung 12 der in der Brennstoffleitung 11 zu erwartende Betriebsdruck eingestellt. Durch Öffnen der Absperrorgans 33 wird die Brennstoffleitung 11 im Bereich zwischen Schnellschlussventil 19 und Absperrorgan 26 mit Wasser gefüllt, das unter eben diesem Druck steht. Die Brennstoffleitung 11 kann nun durch Inaugenscheinnahme auf eventuelle Leckagen geprüft werden, oder es kann nach Schliessen des Absperrorgans 33 der Druckabfall in der Brennstoffleitung 11 gemessen werden. Überschreitet dieser einen systemspezifischen Grenzwert, deutet dies auf eine Leckage hin, worauf die Brennstoffleitung 11 auf die Stelle des Wasseraustritts inspiziert werden kann. Weiterhin wird bis zur Behebung des Fehlers das Schnellschlussventil 19 in geschlossener Stellung blockiert. Die Dichtheitsprüfung der Leitung 10 erfolgt analog, und ist für den Fachmann leicht nachzuvollziehen.1 shows an example of a preferred embodiment of the invention a gas turbine equipped with a single burner. The one in the combustion chamber 40 built-in single burner is in the embodiment to the fuel lines 10 and 11, and the water supply line 12 connected. The leads are equipped with quick-closing valves 19, 20 and 21. The control valves 13, 15 and 16 regulate the water or fuel quantities, the valve 14 the pressure in the water line 12, which with the lockable test lines 31,32 the fuel lines 10, 11 is connected. Now with that over the Line 10 fed fuel fired, the shut-off 34 closed and the shut-off device 25 must be open. It is now possible during operation of the gas turbine, the fuel line 11 is sealed check. For this purpose, the quick-closing valve 19 and the shut-off device 26 closed. About the pressure control valve 14 in the line 12 in the Fuel line 11 expected operating pressure set. By opening the Shut-off device 33, the fuel line 11 in the area between Quick-closing valve 19 and shut-off element 26 filled with water, the under is under this pressure. The fuel line 11 can now Inspection for possible leaks can be checked, or it can after closing the shut-off device 33, the pressure drop in the fuel line 11 can be measured. If this exceeds a system-specific one Limit value, this indicates a leak, whereupon the fuel line 11 can be inspected for the location of the water outlet. Furthermore, until Correction of the fault, the quick-closing valve 19 in the closed position blocked. The leak test of the line 10 is carried out analogously, and is for the Expert easy to understand.

    Ein apparativ besonders einfaches Beispiel für die Ausführung der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Die zu prüfende Brennstoffleitung 11 und die Wasserleitung 12 sind über Stichleitungen 27 und 28 mit in diesem Beispiel 18 Einzelbrennern L1 bis L18 verbunden. Je nach spezifischer Auslegung des Systems können an den Abzweigungen der Stichleitungen 27,28 von den Sammelleitungen 11 und 12 auch Einzelschaltventile angeordnet sein, die bei der unten beschriebenen Dichtheitsprüfung geöffnet sein müssen. Der Anschluss der Brenner an die Wasserversorgung ist in diesem Fall zwingend, die zweite Brennstoffleitung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Die mit A-A gekennzeichnete Linie stellt schematisch die Trennung zwischen Brenner und Zuleitung dar. Innerhalb der Brenner oder in einem Brennersystem sind die zu prüfende Brennstoffleitung und die Wasserleitung durch Rückschlagventile 24 verbunden. Dies ist bei den von der Antragstellerin verwendeten Vormischbrennern am für Flüssigbrennstoff verwendeten Leitungskanal der Fall, dergestallt, dass kein Brennstoff in die Wasserzufuhr gelangen kann. Während der Durchführung der Dichtheitsprüfung werden die Brenner mit einem über die nicht eingezeichnete Brennstoffleitung zugeführten Brennstoff, beispielsweise Erdgas, vorzugsweise auf hoher Last betrieben. Das Schnellschlussventil 19 ist in diesem Fall geschlossen. Zur Dichtheitsprüfung wird das Schnellschlussventil 20 geöffnet. Die Wasserpumpe 36 liefert Wasser unter hohem Druck.Über das Regelventil 14 wird nun die eingespritzte Wassermenge so lange gesteigert, bis der Druck in der Wasserleitung 12 dem in der Brennstoffleitung 11 zu erwartenden Betriebsdruck entspricht. Dieses Wasser strömt unter dem selben Druck in über die Rückschlagventile 24 in die Brennstoffleitung 11 ein. Die Dichtheit der Fügestellen in der Brennstoffleitung 11 und den Stichleitungen 28 kann durch eine Inspektion derselben verifiziert werden.A particularly simple example of the embodiment of the embodiment of the invention is shown in Fig. 2. The fuel line 11 to be tested and the Water line 12 are via branch lines 27 and 28 with 18 in this example Single burners L1 to L18 connected. Depending on the specific interpretation of the Systems can on the branches of the spur lines 27.28 from the Manifolds 11 and 12 can also be arranged individual switching valves, which at the leak test described below must be open. The In this case, connecting the burner to the water supply is mandatory. the second fuel line is not for reasons of clarity drawn. The line marked A-A schematically represents the Separation between burner and supply line. Inside the burner or in In a burner system are the fuel line to be tested and the Water pipe connected by check valves 24. This is the case with the Applicant used premix burners on for liquid fuel used conduit the case, such that no fuel in the Water supply can get. While performing the The burner is tested for leaks using the one not shown Fuel line supplied fuel, for example natural gas, preferably operated at high load. The quick-closing valve 19 is in this case closed. The quick-closing valve 20 is opened for the leak test. The water pump 36 delivers water under high pressure via the control valve 14 the amount of water injected is increased until the pressure in the water line 12 to be expected in the fuel line 11 Operating pressure. This water flows in under the same pressure via the check valves 24 into the fuel line 11. The tightness of the Joining points in the fuel line 11 and the branch lines 28 can be made through an inspection of the same can be verified.

    Auffallend an dieser Ausführung ist der geringe erforderliche apparative Aufwand. Das erfindungsgemässe Verfahren kann an bestehenden Anlagen der Anmelderin ohne Umbauten des Leitungssystems ausgeführt werden. Jedoch ist eine Auswertung des Druckabfalls im Leitungssystem nicht möglich, da das System zum Brennraum hin offen ist.What is striking about this version is the small amount of equipment required Expenditure. The method according to the invention can be used on existing systems by the applicant without any modifications to the piping system. However, an evaluation of the pressure drop in the pipe system is not possible because the system is open to the combustion chamber.

    In Fig. 3 ist eine Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt. Neu sind die unmittelbar an den Brennern montierten oder in die Brenner integrierten Absperrorgane 26, die Prüfleitung 32, sowie die Absperrorgane 33 und 34. In Abwandlung des oben beschriebenen Verfahrens werden zur Dichtheitsprüfung während des Betriebs mit einem Brennstoff, der über eine nicht dargestellte Brennstoffleitung zugeführt wird, die Absperrorgane 26 und 33 geschlossen. Das Wasser füllt über die Prüfleitung 32 und das offene Absperrorgan 34 die Brennstoffleitung 11 und die Stichleitungen 28 mit Wasser bei einem Druck, der dem maximalen Betriebsdruck der Brennstoffleitung 11 entspricht. Nach Schliessen des Absperrorgans 34 kann wiederum der Druckabfall in den Leitungen ausgewertet werden. In Fig. 3 is a modification of the embodiment shown in Fig. 2 shown. New are those that are mounted directly on the burners or in the Burner integrated shut-off devices 26, the test line 32, and the Shut-off devices 33 and 34. In a modification of the method described above are used for leak testing during operation with a fuel that Is supplied via a fuel line, not shown, the shut-off devices 26 and 33 closed. The water fills over the test line 32 and that open shut-off valve 34 with the fuel line 11 and the branch lines 28 Water at a pressure equal to the maximum operating pressure of the Fuel line 11 corresponds. After closing the shut-off device 34 again the pressure drop in the lines can be evaluated.

    BezugszeichenlisteReference list

    1010th
    BrennstoffleitungFuel line
    1111
    BrennstoffleitungFuel line
    1212th
    Zuleitung für nicht brennbares inkompressibles MediumSupply line for non-flammable incompressible medium
    1313
    RegelventilControl valve
    1414
    RegelventilControl valve
    1515
    RegelventilControl valve
    1616
    RegelventilControl valve
    1919th
    SchnellschlussventilQuick-closing valve
    2020th
    SchnellschlussventilQuick-closing valve
    2121
    SchnellschlussventilQuick-closing valve
    2424th
    Rückschlagventilcheck valve
    2525th
    AbsperrorganShut-off device
    2626
    AbsperrorganShut-off device
    2727
    WasserleitungWater pipe
    2828
    BrennstoffleitungFuel line
    3131
    PrüfleitungTest management
    3232
    PrüfleitungTest management
    3333
    AbsperrorganShut-off device
    3434
    AbsperrorganShut-off device
    3636
    Pumpe für nicht brennbares inkompressibles MediumPump for non-flammable incompressible medium
    4040
    BrennraumCombustion chamber
    L1 ... L18L1 ... L18
    Brennerburner
    A-AA-A
    Trennung zwischen Brennstoffzuleitungen und Brennern oder BrennersystemSeparation between fuel supply lines and burners or Burner system

    Claims (10)

    Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit von Brennstoffleitungen von in Wärmeerzeugern eingebauten Mehrbrennstoff-Brennern mit getrennten Zuleitungen für jeden eingesetzten Brennstoff, wobei in bestimmten Betriebszuständen mindestens eine Brennstoffleitung nicht benutzt wird, während der Wärmeerzeuger betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine in diesem Betriebszustand nicht benutzte Brennstoffleitung mittels einer nicht brennbaren unter Druck stehenden Flüssigkeit abgedrückt wird.Method for checking the tightness of fuel lines from in Heat generators built-in multi-fuel burners with separate Supply lines for each fuel used, with certain Operating states at least one fuel line is not used, while the heat generator is operated, characterized in that at least one fuel line not used in this operating state using a non-flammable liquid under pressure is pulled. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung auch während des Betriebs des Brenners in anlagenspezifisch festzulegenden Intervallen regelmässig durchgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that the test also during the operation of the burner in plant-specific intervals to be determined is carried out regularly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsmedium zum Prüfen der Dichtheit Wasser verwendet wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that water is used as an auxiliary medium to check the tightness. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Brenner an ein Wasserversorgungssystem angeschlossen ist, über das Wasser in den Brenner eingedüst wird, dadurch gekennzeichnet, dass eben dieses Wasserversorgungssystem auch verwendet wird, um das Wasser für die Dichtheitsprüfung bereitzustellen.The method of claim 3, wherein the burner is on Water supply system is connected via the water in the Burner is injected, characterized in that this Water supply system is also used to supply the water for the Provide leak test. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Dichtheitsprüfung benötigte Wasser unter Druck an geeigneter Stelle aus einem Wasser-Dampf Kreislauf entnommen wird.A method according to claim 3, characterized in that for the Leak test required water under pressure at a suitable point is taken from a water-steam cycle. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Wärmeerzeuger mit einem Mehrbrennersystem ausgestattet ist, in dem die Wasserzuführung und die Brennstoffzuführung unmittelbar im Brennersystem miteinander verbunden sind, dergestalt, dass eine Rückschlagklappe (24) das Eindringen von Brennstoff in das Wasserversorgungssystem verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfmedium über eben diese Verbindung in die Brennstoffleitung (11) eingeführt wird.The method of claim 4, wherein a heat generator with a Multi-burner system is equipped in which the water supply and the Fuel supply directly connected to each other in the burner system are such that a check valve (24) prevents the ingress of This prevents fuel from entering the water supply system characterized that the test medium via this connection in the Fuel line (11) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfmedium über eine Prüfleitung (32) in die Brennstoffleitung eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the test medium into the fuel line via a test line (32) is introduced. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Brennstoffverteilung in einem Mehrbrennersystem durch Einzelschaltventile vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckageprüfung der Brennstoffleitung bis zu den Einzelschaltventilen automatisiert erfolgt.The method of claim 7, wherein the fuel distribution in one Multi-burner system is made by individual switching valves, thereby characterized that the leakage test of the fuel line up to the Individual switching valves are automated. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich unmittelbar am Brenner ein Absperrorgan (25,26) in der Brennstoffleitung befindet, so dass die Leckageprüfung in der gesamten Brennstoffleitung automatisiert erfolgen kann.A method according to claim 7, characterized in that immediately a shut-off device (25, 26) is located in the fuel line on the burner, so that the leakage test is automated in the entire fuel line can be done. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Leckage unmittelbar eine Wirkung auf die Brennstoffzufuhr zur betroffenen Leitung erfolgt.Method according to one of claims 8 and 9, characterized in that that in the event of a leak, there is an immediate effect on the Fuel is supplied to the affected line.
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